碳点的研究进展

碳点具有优良的光学特性、良好的生物相容性和低毒等优点,被广泛用于生物检测、药物传输和生物成像等领域,是极具发展潜力的碳基质材料.近年来,碳点的新型制备方法、性质探索及应用研究引起广泛关注.本文根据碳源和制备方法的不同,将碳点分为石墨烯纳米点和碳纳米点两类,综述了碳点的制备方法,剖析了碳点的发光机理,总结了碳点在生物传感、药物传输和生物成像中的应用;最后分析了碳点存在的问题及应对策略.     

Quantum plasmons in the hybrid nanostructures of double vacancy defected graphene and metallic nanoarrays

We study the plasmonic properties of hybrid nanostructures consisting of double vacancy defected graphene(DVDGr)and metallic nanoarrays using the time-dependent density functional theory. It is found that DVDGr with pure and mixed noble/transition-metal nanoarrays can produce a stronger light absorption due to the coherent resonance of plasmons than graphene nanostructures. Comparing with the mixed Au/Pd nanoarrays, pure Au nanoarrays have stronger plasmonic enhancement. Furthermore, harmonics from the hybrid nanostructures exposed to the combination of lasers ranged from ultraviolet to infrared and a controlling pulse are investigated theoretically. The harmonic plateau can be broadened significantly and the energy of harmonic spectra is dramatically extended by the controlling pulse. Thus, it is possible to tune the width and intensity of harmonic spectrum to achieve broadband absorption of radiation. The methodology described here not only improves the understanding of the surface plasmon effect used in a DVDGr-metal optoelectronic device but also may be applicable to different optical technologies.     

紫光化合物[Cd(bpdc)(phen)_2(H_2O)]·6H_2O的合成、结构及荧光光谱研究

以2,4′-联苯二甲酸(H2bpdc)和1,10-邻菲罗啉(phen)为配体,采用水热法合成一例三维超分子网状镉(Ⅱ)配合物[Cd(bpdc)(phen)2(H2O)]·6H2O(1)。通过单晶X射线衍射分析,元素分析和红外光谱分析表征化合物1的结构。单晶X射线衍射分析结果表明,化合物1属于三斜晶系,P1空间群,中心金属Cd(Ⅱ)离子呈现六配位扭曲八面体构型,通过两种氢键作用和π—π堆积作用形成三维超分子结构。同时,对化合物1进行固态/溶液以及不同温度下的荧光性能测试。以350nm为激发波长进行激发,298K固态时,化合物1在390nm处有强发射峰,呈现紫色荧光;77K固态时,化合物1的荧光光谱具有两个发射谱带,分别位于380和520nm处,是因为在低温时化合物1表现出精细结构。298K时,化合物1在DMSO溶液和CH3OH溶液中分别在380和375nm有最大发射,相对于固态最大发射波长发生蓝移,呈现紫色荧光。这均是基于中心金属微扰配体中心的π*→π跃迁发射。研究了化合物1固态和溶液的荧光寿命,化合物1荧光衰减过程包含双组分。298K条件下,化合物1在DMSO溶液中的寿命(τ1=1.73μs和τ2=14.07μs)比CH3OH溶液中的荧光寿命(τ1=1.21μs和τ2=12.44μs)长。此外,77K固态时的荧光寿命(τ1=1.96μs和τ2=16.11μs)长于298K的固态荧光寿命(τ1=1.20μs和τ2=11.34μs),这是因为低温条件下降低分子内部的非辐射跃迁,从而延长固态荧光寿命。     

辛味中药与嗅觉受体相互作用的分子模拟

采用分子模拟的方法, 在Schrdinger软件平台上, 用同源模建的方法构建了嗅觉受体OR1D2, OR7D4和OR51E1的三维结构模型. 运用分子动力学模块Desmond将与激动剂以及抑制剂分别对接的嗅觉受体复合物置于磷脂双膜中进行模拟. 最后将辛味中药的小分子分别对接到嗅觉受体中, 并与苦味中药的对接结果相对照, 依据实验结果, 讨论辛味中药发挥作用的分子机制. 该研究着重于同源模建、分子动力学和分子对接技术的综合应用, 探讨辛味中药化学成分与嗅觉受体的相互作用及其分子机理, 为从分子层面揭示辛味中药的药效物质基础提供帮助, 也为中药药性的研究提供了新的思路和方法.     

基于介孔分子筛MCM-41“有机-无机”互穿结构纳米复合材料体系研究

采用硅烷偶联剂KH550对介孔分子筛MCM-41内、外表面进行改性,并利用氮气吸附-脱附,傅里叶红外光谱以及小角X衍射等进行表征,其结果显示KH550分子被引入MCM-41纳米孔道中,且—NH_2基团成功嫁接到MCM-41纳米颗粒表面.凝胶液相色谱实验结果证实本文中采用的双酚A型环氧树脂为低分子量环氧.随后,采用原位聚合的方法制备不同MCM-41含量环氧树脂纳米复合材料.最后,利用正电子湮没寿命谱测量复合材料自由体积孔洞;利用透射电镜,动态热机械分析和交流击穿对复合材料宏观性能进行研究.复合材料超薄切片TEM观察结果显示,在低MCM-41添加含量时,MCM-41颗粒可在复合材料中良好分散.同时,环氧分子在外施作用力和硅烷偶联剂功能作用下引入纳米孔道,形成"有机-无机"互穿结构复合材料体系,增强MCM-41和环氧树脂间相互作用力,在低MCM-41添加含量下提高复合材料玻璃化温度(15.1%↑)和击穿电压(22.6%↑).     

基于蒙特卡罗的小尺度参考辐射装置屏蔽研究

针对移动式小尺度参考辐射（MRR）装置（移动式校准装置）,在进行射线辐射剂量测量的仪器仪表标定或刻度时,应满足其辐射屏蔽安全限值5 Sv/h的屏蔽技术要求,采用蒙特卡罗输运程序MCNP,开展了移动式小尺度参考辐射装置表面剂量场屏蔽的模拟计算和研究分析工作。研究结果表明,通过MCNP模拟的屏蔽设计方法可以详尽反映MRR装置各个表面的剂量分布特征和规律,实现移动式小尺度参考辐射装置屏蔽设计,采用的铅钢材料复合屏蔽方案能够保证装置硬度且显著地减轻屏蔽体的重量,最终获取的优化MRR屏蔽箱体重量约为271.9 kg。     

拉伸温度对α’-型聚乳酸结构与性能的影响

α’-晶型聚乳酸(PLA)膜被制备和单轴拉伸.通过凝胶渗透色谱仪(GPC)、全反射红外光谱(ATR-IR)、差示扫描量热仪(DSC),X射线衍射(XRD)及Raman光谱等测试技术研究了拉伸温度梯度变化对α’-晶型PLA膜的分子量及其分布、分子链构象、结晶度、晶型转变和取向行为的影响.在恒定拉伸速度与应变下,拉伸温度对PLA膜的应力-应变曲线,特别是屈服强度、拉伸模量产生了较大的影响,其值随拉伸温度的增加而降低.GPC测试结果表明,在不同的温度下拉伸后,PLA会发生一定程度的降解,分子量降低;ATR-IR,XRD,DSC和Raman光谱测试结果表明,在不同的温度下拉伸后α’-型PLA没有发生晶型的转变,即没有由α’-晶体转变为α-或β-晶体.结果表明PLA的结晶度、分子链取向程度强烈依赖于拉伸温度:当拉伸温度低于100℃时,α’-型PLA膜的结晶度与沿着拉伸方向的变形程度随拉伸温度的增加而增加,分子链的高度取向诱导了PLA结晶;当拉伸温度超过100℃后,PLA的分子链沿着拉伸方向上的有序度与结晶度将降低.     

一种近白光发射聚合物的合成与发光性能

采用Suzuki偶联反应,将9,9-二辛基芴(DOF)和4,7-二噻吩-2,1,3-苯并噻二唑(DBT)共聚,通过调节聚合物中DBT基团的含量来改变其发光颜色,合成了近白光发射的聚合物PDOF-DBTx。通过测试聚合物的光致发光光谱发现:不同配比下的聚合物的红光和蓝光发射峰的位置都没有变化,只是两个发射峰的相对强度发生了变化,随着DBT含量的增加,聚合物的红光峰强度增强;当PDOF-DBTx中x的值为0.05%时,聚合物的发射最接近白光,其发光的色坐标值为(x=0.40,y=0.32);通过热分析和原子力显微镜观察得出,PDOF-DBTx这类聚合物都具有良好的热稳定性和成膜性。     

YAG: Ce3+,Pr3+荧光粉的制备和光谱特性研究

以稀土氧化物为原料,采用高温固相反应法合成了Ce3+,Pr3+共激活的钇铝石榴石蓝光转换材料.通过X射线粉末衍射和激发、发射光谱的测试进行表征,研究了掺杂Ce3+, Pr3+的钇铝石榴石荧光粉的晶体结构和光谱特性.结果表明:产物为立方晶系的钇铝石榴石结构,可被蓝光有效激发,并且通过Ce3+,Pr3+之间的能量传递激发镨离子发光,使荧光粉的红光成分有所增加,从而有望降低白光LED的色温,提高其显色指数.